JP4459847B2 - 部品装着ヘッド及び部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品を解除可能に保持する部品保持部材を整列配置させて備え、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記部品を回路基板に装着する部品装着ヘッド及び部品装着方法に関し、特に、上記部品保持部材による上記部品の保持姿勢の画像を撮像するための部品撮像装置が用いられるような部品装着ヘッド及び部品装着方法に関する。

従来、この種の部品装着ヘッドあるいは部品装着方法としては様々なものが知られている。このような部品装着においては、部品保持部材である吸着ノズルにより吸着保持された部品の画像を部品撮像装置により撮像し、当該撮像された画像より部品の吸着保持姿勢を認識して、当該認識結果に基づいて上記吸着保持姿勢の補正を行い、上記部品の基板上への装着動作が行われる。また、このような一連の部品装着動作を行う部品装着ヘッドに備えられる上記部品撮像装置には、部品の画像を撮像するための撮像カメラと、上記撮像の際に当該撮像対象である部品に対して、当該撮像に必要な光量の光を照射する照明ユニットとが備えられている。

近年、部品が基板に実装されることにより形成された電子回路の高密度化や高機能化が進み、それに伴って部品装着における装着精度の高精度化が求められている。このため、部品の装着に際して高精度な部品の認識が必要となり、さらにそれに伴って、部品の画像撮像の際に照射される光の照度や光量を所定の値に安定して設定できるようにする必要がある。

そのため、従来においては、部品撮像装置が備える照明ユニットより照射される光の照度や光量（あるいはまとめて輝度ということもできる）を定期的に測定して、当該照明ユニットの異常の早期検出を行い、そのメンテナンスが定期的に行われている。このような従来の照明ユニットにおける輝度の測定方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。このような従来の照明ユニットにおける輝度の測定方法について、図１６に示す部品装着装置の模式説明図を用いて以下に具体的に説明する。

図１６に示すように、従来の部品装着装置５００においては、部品を保持するノズル５０２を円周状に配置し間欠回転可能な回転テーブル５０１と、ノズル５０２に保持された部品の保持姿勢を認識する認識カメラ５０４と、部品において認識カメラ５０４で撮像可能な面を照明する照明ユニット５０５とが備えられている。また、部品装着装置５００には、認識カメラ５０４の撮像視野内における一部に配置されて固定された反射板５０３と、この反射板５０３の照度を認識カメラ５０４で測定する照度測定部と、その測定結果が所定の範囲外であるときに警告を発生する警告発生部とが備えられている。

部品装着装置５００がこのような構成を有していることにより、ノズル５０２により保持された部品の画像を認識カメラ５０４により撮像する際に、当該撮像視野内における一部に配置されている反射板５０３に対して照明ユニット５０５より照射された光の反射光による画像を撮像することで、照度測定部により照度の測定を行うことができる。

特開２０００−３６６９７号公報

上記従来の部品装着装置においては、反射板５０３が認識カメラ５０４の撮像視野内における一部に配置されており、当該撮像視野内における一部分の領域における照明の輝度しか測定することができない。そのため、このような撮像視野内の一部分の領域における照明の輝度でもって、撮像視野全体の照明の輝度を推測して、その輝度の良否判定を行っている。

しかしながら、撮像視野内における部分的な測定では、その反射光量も少なく、外的要因等により測定結果が影響される可能性が高く、測定の安定性に欠けるという問題がある。

また、近年、このような照明ユニットに用いられる光源としては、ＬＥＤが用いられることが多くなってきているが、ＬＥＤではその特性上、個々の光源毎に光量のバラツキや寿命のバラツキがあるため、上述のような部分的な測定でもってその全体の状態を推測するような測定方法では、測定結果が不安定、不正確になり、確実な測定を行うことができないという問題がある。

特に、撮像視野内においては、その中心及びその周囲近傍の輝度がより重要であるにも拘わらず、当該撮像視野の端部近傍の視野しか測定することができない構成では、確実な測定を行うことができない場合がある。

上述のような照明の輝度の測定方法の他にも、吸着ノズルに反射板を吸着保持させて、当該保持状態の反射板に対して光を照射して、その反射光により形成される画像を撮像することで、照明の輝度の測定を行う方法もある。しかしながら、このような方法においては、吸着ノズルに反射板を吸着保持させる必要があり、測定の手間がかかり、効率的な測定を行うことができないという問題がある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、部品装着において用いられる部品撮像装置における照度の測定を確実かつ効率的に行うことができる部品装着ヘッド及び部品装着方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を整列配置させて備え、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記部品を回路基板に装着する部品装着ヘッドにおいて、
上記各々の部品保持部材により保持される上記部品に対して、当該部品保持部材の軸心沿いの方向より光を照射する照明装置と、
上記照明装置により照射された光により形成される上記各々の部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置と、
上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置され、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像を上記部品撮像装置の撮像視野にて撮像可能に、当該光を反射する反射部材と、
上記反射部材の撮像位置と、他端の上記部品保持部材により保持される上記部品の撮像位置との間にて、上記部品撮像装置及び上記照明装置とを一体的に移動させる撮像移動装置と、
上記照射された光の上記反射光により形成される上記反射部材の画像を撮像可能に上記照明装置及び上記部品撮像装置を制御可能であって、当該撮像された画像に基づいて、上記反射光の照度を測定する照度測定手段と、当該照度測定手段による照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該測定結果が照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力する照度異常警告出力手段とを有する制御装置とを備えることを特徴とする部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第２態様によれば、上記制御装置において、上記照度測定手段は、上記撮像された画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記反射光の照度の測定を行う第１態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第３態様によれば、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記回路基板の部品装着面における画像を撮像する基板撮像装置をさらに備え、
上記基板撮像装置は、
その撮像対象である上記回路基板の上記部品装着面に対して撮像のための光を照射する光照射部と、
当該光照射部と上記撮像対象の間に配置され、当該照射された光を拡散させるとともに、当該光を透過させて上記撮像対象に照射させる拡散板とを有し、
上記拡散板が、上記反射部材として用いられる第１態様又は第２態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第４態様によれば、上記拡散板は、その上記撮像位置において上記照明装置より照射される光を、上記部品撮像部材の上記撮像視野の全体にて反射可能な大きさの反射領域を有している第３態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第５態様によれば、上記制御装置は、その照度が調整された状態の上記照明装置に対して、上記照度測定手段により上記反射部材を用いて当該調整済みの照度を測定し、当該照度測定結果を上記照度基準範囲データとして記憶する記憶部を備える第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第６態様によれば、上記制御装置において、
上記照度測定手段は、上記照度の測定結果として、上記撮像視野の全体における照度の平均値の算出が可能であって、
上記記憶部は、上記照度基準範囲データとして、上記照度測定手段により算出された上記撮像視野の全体における上記調整済みの照度の平均値を記憶可能であって、
上記照度異常警告出力手段は、当該照度測定手段により上記算出された照度の平均値を、上記照度基準範囲データにおける照度の平均値と比較することで、上記照度基準範囲データの超過の有無を判断する第５態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第７態様によれば、上記照明装置は、
上記部品保持部材の軸心沿いの方向に沿った第１の光を照射する第１の光照射部と、
上記軸心沿いの方向より傾斜された方向に沿った第２の光を照射する第２の光照射部とを備え、
上記制御装置は、上記部品撮像装置により、上記第１の光照射部により上記拡散板に向けて照射された上記第１の光の反射光により形成される第１の画像と、上記第２の光照射部により上記拡散板に向けて照射された上記第２の光の反射光により形成される第２の画像とを個別に撮像させて、当該撮像された上記第１の画像と第２の画像とに基づいて、上記照度測定手段により上記各々の反射光の照度を測定させて、上記照度異常警告出力手段によりいずれか一方の上記照度の測定結果が上記照度基準範囲データを超過している場合に、上記照度異常警告を出力させる第３態様に記載の部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第８態様によれば、整列配置され、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材と、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記部品に対して、当該部品保持部材の軸心沿いの方向より光を照射する照明装置と、上記照明装置により照射された光により形成される上記各々の部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置とを備える部品装着ヘッドを用いて、上記それぞれの部品保持部材の配列方向に沿って上記照明装置及び上記部品撮像装置を一体的に移動させることで、上記それぞれの部品の画像を撮像して、当該撮像結果に基づいて上記それぞれの部品の保持姿勢を補正しながら回路基板に上記部品を装着する部品装着方法において、
上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置された反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像を撮像し、
当該撮像された画像に基づいて、上記反射光の照度を測定し、
当該照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該測定結果が照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力し、
当該測定結果が照度基準範囲データ内である場合に、上記部品装着ヘッドによる上記部品の装着動作を開始可能とすることを特徴とする部品装着方法を提供する。

本発明の第９態様によれば、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像の撮像の際に、上記部品撮像装置の撮像視野の全体にて撮像し、
当該撮像された画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記反射光の照度を測定し、
当該測定結果と上記照度基準範囲データとの比較を行う第８態様に記載の部品装着方法を提供する。

本発明の第１０態様によれば、上記部品装着ヘッドは、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記回路基板の部品装着面における画像を撮像する基板撮像装置をさらに備え、
上記基板撮像装置は、
その撮像対象である上記回路基板の上記部品装着面に対して撮像のための光を照射する光照射部と、
当該光照射部と上記撮像対象の間に配置され、当該照射された光を拡散させるとともに、当該光を透過させて上記撮像対象に照射させる拡散板とを有し、
上記拡散板を上記反射部材として、上記照明装置により当該拡散板に対して光の照射を行うことで、当該拡散板の反射光の上記照度の測定を行う第８態様又は第９態様に記載の部品装着方法を提供する。

本発明の第１１態様によれば、その照度が調整された状態の上記照明装置に対して、上記反射部材を用いて上記画像を撮像することで当該調整済みの照度を測定し、当該照度測定結果を上記照度基準範囲データとする第８態様から第１０態様のいずれか１つに記載の部品装着方法を提供する。

本発明の第１２態様によれば、上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置された第１の上記反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される第１の画像を上記部品撮像装置の撮像視野の全体にて撮像し、
それとともに、上記それぞれの部品保持部材の配列方向において他端の上記部品保持部材に隣接して配置された第２の上記反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される第２の画像を上記部品撮像装置の上記撮像視野の全体にて撮像し、
当該撮像された上記第１の画像及び第２の画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記第１の反射部材の反射光の照度及び上記第２の反射部材の反射光の照度を測定し、
当該それぞれの照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該それぞれの測定結果が共に上記照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力する第８態様から第１１態様のいずれか１つに記載の部品装着方法を提供する。

本発明の第１３態様によれば、上記照度異常警告の出力に基づいて、上記照明装置における照度の調整を実施し、
当該調整完了後、上記部品装着ヘッドによる上記それぞれの部品の上記回路基板への装着動作を開始可能とする第８態様から第１２態様のいずれか１つに記載の部品装着方法を提供する。

本発明の第１４態様によれば、上記照度異常警告が出力された場合に、上記部品保持部材に反射板を保持させて、
当該保持された反射板に対して、上記照明装置により上記軸心沿いの方向に光を照射し、
当該反射板における反射光によって形成される画像を撮像し、
当該画像に基づいて、上記照明装置の照度の測定を再度行う第８態様から第１２態様のいずれか１つに記載の部品装着方法を提供する。

本発明によれば、部品撮像装置が備える照明装置に対して、その照度や輝度や光量の状態の診断を行うような場合において、一端の部品保持部材に隣接配置された反射部材の撮像位置に上記照明装置を位置させて、当該反射部材対して光を照射し、その反射光により形成される画像を上記部品撮像装置により撮像することで、当該画像に基づいて照度測定を行うことができる。

具体的には、当該反射光により形成される画像データに基づいて、制御装置が備える照度測定手段により照度の測定を行い、さらに照度異常警告出力手段によりその測定結果が照度基準範囲データを超過しているかどうかを判断することにより、当該撮像された画像のより照度状態の良否を確実に判定することができる。

また、このような構成により、従来の測定方法にように、吸着ノズルに反射板を吸着保持させて、当該反射板を用いて照度測定を行う必要もなく、より簡易かつ効率的に照度の測定を行うことができる。

また、上記反射部材に対して上記部品撮像装置の撮像視野の略全体を配置させて、当該撮像視野の略全体における画像を取得することで、当該撮像視野の略全体における照度の測定を行うことができる。特に、光源として用いられているＬＥＤは、その寿命にバラツキがあるという特徴を有しているため、従来のように撮像視野の一部の画像でもって、その全体の照度を判断することは、測定の信頼性を低下させることとなるが、本発明のように撮像視野の略全体においてその照度の測定を行うことで、安定かつ確実な照度測定をより簡単な構成で実現することができる。

また、このような照度測定を行うために用いられる光を反射する上記反射部材として、部品装着ヘッドにおいて一般的に備えられていることが多い基板撮像装置が備える拡散板を用いることにより、当該照度測定のために新たな設備構成を装備させることなく、制御装置のハードウェア的及びソフトウェア的な構成により効率的な照度測定を実現することができる。

また、このように拡散板が用いられることにより、様々な方向から照射される光に対して、その照度測定を行うことができ、上記部品撮像装置の照明装置に対する照度測定のためには好適なものとすることができる。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の一の実施形態にかかる部品装着ヘッドの一例であるヘッド部１００の模式的な側面図（一部断面あり）を図１に示す。

図１に示すように、ヘッド部１００は、部品の一例である電子部品１を、その先端部である保持面１１ａにおいて解除可能に吸着保持することができる部品保持部材の一例である吸着ノズル１１を複数本、例えば８本、一定の間隔ピッチでもって一列に配列されて備えている。なお、ヘッド部１００においては、このように吸着ノズル１１が一列に配列されているような場合のみに限られず、例えば、複数の列に整列配置されているような場合であってもよい。

このようなヘッド部１００は、電子部品装着装置（図示しない）におけるＸＹロボット等に備えられることにより、上記電子部品装着装置のステージ上に保持された回路基板に対して電子部品の装着動作を行うことができる。具体的には、上記電子部品供給装置における電子部品供給部にて供給される複数の電子部品１を、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１により吸着保持させるとともに、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００を上記回路基板の上方に移動させて、上記回路基板における電子部品１の装着位置と、ヘッド部１００の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１との位置合わせを行った後、ヘッド部１００にて上記吸着ノズル１１を下降させることにより、上記回路基板の装着位置に電子部品１を装着させることができる。

このような電子部品１の装着の際には、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１に吸着保持させた電子部品１の画像を、ヘッド部１００が備える部品撮像装置により撮像して、夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、これらの認識結果に基づいて、上記夫々の吸着保持姿勢と夫々の電子部品１の上記回路基板への装着姿勢との間の位置ずれを補正して、夫々の電子部品１の上記回路基板への装着を行っている。

このようなヘッド部１００の構造について、上記部品撮像装置の構造を中心に以下に詳細に説明する。なお、図２は、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１の上記配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。

図１及び図２に示すように、ヘッド部１００おいては、８本のシャフト部５１が一定の間隔でもって一列に配列されており、夫々のシャフト部５１の先端部には吸着ノズル１１が夫々着脱可能に装備されている。また、夫々のシャフト部５１は、剛体により形成されたヘッドフレーム５２に、スプラインナット及び軸受け等を介して、その軸芯沿いに昇降可能、かつ、上記軸芯回りに回転可能に支持されている。さらに、ヘッド部１００は、夫々のシャフト部５１の上記昇降の動作を行う昇降装置５３、及び上記回転の動作を行う回転装置５４とを備えており、夫々の昇降装置５３及び回転装置５４はヘッドフレーム５２に固定されている。なお、夫々の昇降装置５３には、このようなヘッド部において一般的に用いられる機構であるボールねじ軸とナット部による機構（本実施形態にて用いている）や、エアシリンダを用いた機構等を用いることができる。また、夫々の回転装置５４には、ベルトを介してシャフト部５１を回転させる機構（本実施形態にて用いている）や、直接的にシャフト部５１を回転させる機構等を用いることができる。

また、図１及び図２に示すように、ヘッド部１００に備えられている夫々の吸着ノズル１１は、ヘッドフレーム５２の下部である下部フレーム５２ａよりその先端部である保持面１１ａが露出された状態となっている。この下部フレームには、吸着ノズル１１により保持された電子部品１の下面側である回路基板への装着面の画像を撮像することができる部品撮像装置２０が備えられている。この部品撮像装置２０の部分拡大断面図を図３に示す。

図３に示すように、部品撮像装置２０は、夫々の吸着ノズル１１の図示左側方向に配置され、その光軸上に配置された２枚の反射ミラー２１及び２２を介して、吸着ノズル１１の保持面１１ａにおいて吸着保持された電子部品１の画像を、その図示下方側より撮像可能、すなわち電子部品１の装着面の画像を撮像可能な撮像カメラ２３を備えている。また、部品撮像装置２０は、吸着ノズル１１と干渉することなく、吸着ノズル１１の周囲を囲むように配置された大略Ｕ字状の断面形状を有する撮像フレーム２４を備えており、撮像カメラ２３、及び夫々の反射ミラー２１及び２２が、この撮像フレーム２４に夫々の配置関係が保たれた状態で固定されている。

また、図３に示すように、撮像カメラ２３は、吸着ノズル１１の軸芯に対して、その光軸が、吸着ノズル１１側に向けて略４０度程度傾斜された状態で図示下向きに配置されている。また、図示左側に配置されている反射ミラー２１は、上記光軸上においてその反射面が吸着ノズル１１側に傾斜されて、上記軸芯に対して略６５度傾斜されて配置されるとともに、図示右側に配置されている反射ミラー２２は、その反射面が反射ミラー２１の反射面と対向する側に、上記軸芯に対して略４５度傾斜され、かつ、吸着ノズル１１の軸芯上における吸着ノズル１１の下方に位置するように配置されている。

また、図１及び図３に示すように、部品撮像装置２０は、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、上記夫々の吸着ノズル１１を介して、互いに対向するように、下部フレーム５２ａの下面に固定された細長棒形状を有する２本のリニアガイドレール２５を備えており、夫々のリニアガイドレール２５には、撮像フレーム２４の上記大略Ｕ字状の断面形状の夫々の上端部に固定された略凹状の断面形状を有するリニアガイドスライダー２６が夫々係合されている。また、夫々のリニアガイドスライダー２６は、夫々のリニアガイドレール２５に係合された状態で、夫々のリニアガイドレール２５の長手方向（すなわち、夫々の吸着ノズル１１の配列方向である）に沿って、スライド移動可能となっている。すなわち、撮像カメラ２３、及び夫々の反射ミラー２１及び２２を固定して支持している撮像フレーム２４は、夫々のリニアガイドスライダー２６及び夫々のリニアガイドレール２５を介して、下部フレーム５２ａにより支持されているとともに、夫々のリニアガイドレール２５により案内されながら、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、スライド移動可能とされている。

さらに、図１及び図３に示すように、部品撮像装置２０は、夫々のリニアガイドレール２５により案内させながら、撮像フレーム２４を、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿ってスライド移動させる撮像移動装置の一例であるスライド駆動部２７を備えており、スライド駆動部２７は駆動モータ２８を備え、駆動モータ２８が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、撮像フレーム２４の上記配列方向沿いのスライド移動（往復移動）を行うことが可能となっている。

また、図１及び図３に示すように、スライド駆動部２７は、駆動モータ２８の駆動軸に係合されて、駆動モータ２８の上記回転駆動により走行可能な駆動ベルト２９を備えており、この駆動ベルト２９は、上記吸着ノズル１１の配列方向沿いに配置されるとともに、その一部が撮像フレーム２４の図３における図示右上において上方に突出された部分であるアーム２４ａに固定されている。これにより、駆動ベルト２９及びアーム２４ａを介して、駆動モータ２８の上記回転駆動により、撮像フレーム２４の上記スライド駆動が可能となっている。

また、スライド駆動部２７による撮像フレーム２４の上記スライド移動の範囲は、図１に示す図示左側の撮像フレーム２４（図示実線のもの）の位置から、図示右側の撮像フレーム２４（図示仮想線のもの）の位置までの間の範囲を含み、さらに後述において説明するように、一端の吸着ノズル１１に隣接する位置である照度測定位置（あるいはそれぞれの端部に隣接する照度測定位置）をも含むような範囲となっている。従って、撮像フレーム２４の上記略Ｕ字状の断面における内側を、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１が全て通過されるように、撮像フレーム２４の上記スライド移動が可能となっている。

また、撮像フレーム２４がこのようにスライド移動可能となっていることにより、撮像フレーム２４に固定されている撮像カメラ２３、反射ミラー２１及び２２の夫々が、撮像フレーム２４とともに、夫々の配置関係が保持された状態で上記スライド移動可能とされている。これにより、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１の保持面１１ａにて吸着保持された夫々の電子部品１について、撮像カメラ２３により、夫々の反射ミラー２１及び２２を介して、夫々の下方側（すなわち、吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向）よりの画像の撮像を行うことが可能となっている。

また、部品撮像装置２０においては、撮像カメラ２３の上記光軸に沿って光を照射して、吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１に上記光を照射することができる複数の照明部が備えられており、これらの照明部が点灯された状態において、夫々の電子部品１の画像の撮像が行われる。

また、図１に示すように、ヘッド部１００は、部品撮像装置２０の動作を制御する制御部９を備えている。制御部９は、部品撮像装置２０において、夫々の照明部の点灯／消灯動作制御及び撮像タイミングの制御等を含めた撮像カメラ２３の撮像動作、駆動モータ２８の駆動動作及び夫々のリニアガイドレール２５上における撮像フレーム２４のスライド移動位置の検出等を含めたスライド駆動部２７の動作制御を行うことが可能となっている。

次に、部品撮像装置２０が備える電子部品１の画像の撮像に必要な光を照射する照明部（照明装置）の構成について、部品撮像装置２０の模式的な拡大部分断面図である図４と、図４におけるＡ−Ａ線矢視図である図５とを用いて説明する。

図４に示すように、部品撮像装置２０は、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の軸心Ｓとは異なる軸（すなわち、互いに一致しない軸）をその光軸Ｔとして、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持された電子部品１の軸心Ｓ沿い方向の画像を、反射ミラー２２を介して反射ミラー２１により光軸Ｔ沿いの方向に反射させて、光軸Ｔに沿って入射することで、夫々の画像の撮像を行なう撮像カメラ２３を備えている。

また、夫々の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１は、その下面を回路基板への装着面（軸心Ｓと直交する平面であって、装着平面というような場合であってもよい）Ｑとして、その画像が撮像カメラ２３により撮像されることとなるが、当該撮像の際にはこの装着面Ｑに撮像に必要な照度を与えるべく、複数の方向より光が照射されることとなる。このような光の照射を行なう照明部として、電子部品１の装着面Ｑに対して、水平方向より僅かに傾斜させた光（大略水平方向の光）を、反射ミラー２１、２２等を介することなく、電子部品１に直接的に照射する水平光照射部６１と、撮像カメラ２３の近傍より、光軸Ｔに略沿った光を照射するとともに、当該光を反射ミラー２１及び２２を介して軸心Ｓ沿いの方向に反射させて、電子部品１の装着面Ｑに対して大略垂直方向に当該光を照射する垂直光照射部６０と、電子部品１の部品撮像面Ｑに対して、上記水平方向と上記垂直方向の略中間の角度に傾斜された光を、反射ミラー２１、２２等を介することなく、電子部品１に直接的に照射する傾斜光照射部の一例であるメイン照射部６２とを、部品撮像装置２０は備えている。なお、水平光照射部６１は、装着面Ｑに対して、例えば、１０〜２０度程度傾斜された光を照射可能であって、垂直光照射部６０は、装着面Ｑに対して、例えば、７０〜８０度程度傾斜された光を照射可能であって、メイン照射部６２は、装着面Ｑに対して、４０〜５０度程度傾斜された光を照射可能となっている。また、図４に示すように、水平光照射部６１及びメイン照射部６２は、装着面Ｑの近傍の位置に配置されるように、撮像フレーム２４に取り付けられて固定されており、垂直光照射部６０は、撮像カメラ２３の近傍に配置されるように、撮像フレーム２４に取り付けられて固定されている。

また、図４及び図５に示すように、メイン照射部６２は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル１１の軸心Ｓを対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部６２ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）を備えており、また、水平光照射部６１は、上記軸心を対称軸として、対称にかつ互いに対向して配置された複数の照明部６１ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）を備えている。図５に示すように、夫々の照明部６１ａ及び６２ａは、吸着ノズル１１の軸心Ｓ上及びその周囲に形成される垂直光照射部６０による大略垂直方向の光の通過領域Ｕ、言い換えれば、電子部品１の装着面Ｑの画像の通過領域Ｕの外周近傍に配置されている。具体的には、図５に示すように、メイン照射部６２は、上記対称かつ互いに対向する照明部６２ａの組を、例えば２組（すなわち、合計４台の照明部６２ａを）備えており、水平光照射部６１は、上記対称かつ互いに対向する照明部６１ａの組を、例えば２組（すなわち、合計４台の照明部６１ａ）備えている。さらに、装着面Ｑ沿いの平面において、図示Ｘ軸方向とＹ軸方向との夫々の方向に、メイン照射部６２の夫々の組の照明部６２ａが配置され、図示Ｘ軸方向に対して略４５度傾斜された夫々の方向に、水平光照射部６１の夫々の組の照明部６１ａが配置されている。すなわち、メイン照射部６２の照明部６２ａと水平光照射部６１の照明部６１ａは、交互に略４５度の角度ピッチにて配置されている。なお、図５において、図示Ｘ軸方向に配置されている夫々の照明部６２ａの上端の高さ位置は、撮像可能な状態とされた吸着ノズル１１による吸着保持された電子部品１の装着面Ｑの高さ位置よりも下方に位置されているため、部品撮像装置２０と夫々の吸着ノズル１１の図示Ｘ軸方向における相対的な移動が行われても、夫々の電子部品１と、夫々の照明部６２ａとの干渉は発生しない。なお、言い換えれば、電子部品１は、部品撮像装置２０によりその画像の撮像が可能であって、部品撮像装置２０との間で、上記干渉が発生しないような形成高を有するような電子部品１であるということもできる。

また、図４に示すように、垂直光照射部６０は、光軸Ｔに沿った画像を通過可能にその中央部に形成された孔部６０ｂを有しており、この孔部６０ｂの周囲に複数の照明部６０ａ（例えば、ＬＥＤ等により構成されている）が設置されている。なお、図４においては、撮像フレーム２４の図示下方に仮想線（２点鎖線）により反射ミラー２１及び垂直光照射部６０の鏡像を示している。また、夫々の反射ミラー２１及び２２は、垂直光照射部６０より照射される光を、むらなく反射可能であって、かつ、装着面Ｑにおける電子部品１の画像をむらなく反射可能な大きさ形成されている。

また、制御部９においては、部品撮像装置２０により撮像された夫々の電子部品１の画像に基づいて、上記夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢を認識処理することが可能となっている。なお、制御部９は、ヘッド部１００が備える夫々の昇降装置５３の昇降動作、及び夫々の回転装置５４の回転動作を制御することが可能となっている。さらに、制御部９は、上記撮像の際に、水平光照射部６１、メイン照射部６２、及び垂直光照射部６０による夫々の光の照射／照射停止の動作を、撮像フレーム２４の移動動作に関連させて制御することが可能となっている。

また、ヘッド部１００においては、上記回路基板における電子部品１の装着位置を判断するための基準となる基板マーク（回路基板の所定位置の一例である）や当該電子部品１の装着位置の画像を撮像することにより、その撮像された基板マークの画像や装着位置自体の画像に基づいて、上記装着位置を認識することができる基板撮像装置が備えられている。ヘッド部１００にこのような基板撮像装置が備えられていることにより、上記回路基板における上記基板マーク等を確実に認識して、夫々の吸着ノズル１１への吸着保持姿勢が認識された電子部品１を、確実に上記装着位置に装着することができる。このような基板撮像装置が備えられた状態のヘッド部１００の部分拡大模式図を図６に示す。なお、図６は、上記基板撮像装置の構成の説明を主目的とした図であるため、ヘッド部１００に備えられている部品撮像装置２０やその他の構成を省略した模式図となっている。

図６に示すように、ヘッド部１００のヘッドフレーム５２の図示左右両端部の夫々には、基板撮像装置として、第１の基板撮像装置の一例である第１の基板撮像カメラ４１と、第２の基板撮像装置の一例である第２の基板撮像カメラ４２とが固定されて取り付けられている。なお、図１のヘッド部１００の模式図は、第１の基板撮像カメラ４１と第２の基板撮像カメラ４２のうちの第１の基板撮像カメラ４１の図示を省略して、部品撮像装置２０の構成を明確に示した模式図となっている。

第１の基板撮像カメラ４１と第２の基板撮像カメラ４２の夫々は、夫々の光軸が、ヘッド部１００に備えられている夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略平行、すなわち、上記電子部品装着装置のステージ上に保持された上記回路基板の装着表面と略直交するように、図示下方に配置された上記回路基板を撮像可能に、ヘッドフレーム５２に取り付けられている。

また、図６の図示左側においてヘッドフレーム５２に取り付けられている第１の基板撮像カメラ４１は、図示右側においてヘッドフレームに取り付けられている第２の基板撮像カメラ４２よりも、その撮像視野が狭視野であり、かつ、その分解能が高分解能とされており、逆に、第２の基板撮像カメラ４２は、第１の基板撮像カメラ４１よりも、その撮像視野が広視野であり、かつ、その分解能が低分解能とされている。

すなわち、第１の基板撮像カメラ４１は、その狭視野かつ高分解能の機能を用いて、装着される電子部品１の装着精度として、高い装着精度（例えば、装着精度が±２５μｍ程度以内）が要求される回路基板の上記撮像に対して用いられることが好適である。このような第１の基板撮像カメラ４１は、例えば、装着される夫々の電子部品１の装着（実装）間隔ピッチが狭い高密度装着としての電子部品の狭隣接実装や、電子部品１の電極に高融点はんだでバンプを形成し、上記夫々のバンプを共晶はんだで回路基板上の電極に接合するフリップチップ実装方式であるいわゆるＣ４実装等が行われる回路基板の上記基板マークの認識等のための撮像に用いることができる。

一方、第２の基板撮像カメラ４２は、その高視野かつ低分解能の機能を用いて、装着される電子部品１の装着精度として、上記高い装着精度が要求されず、また、その製作精度も高い精度を有さないような回路基板の上記撮像に対して用いられる。すなわち、上記電子部品１の装着精度よりも、回路基板の装着位置等の認識処理において安定性が求められるような場合に用いられることが好適である。このような第２の基板撮像カメラ４２は、例えば、上記狭隣接実装や上記Ｃ４実装等の高精度な実装（装着）が行われない一般回路基板等に対して用いられ、このような一般回路基板は、その製作精度が高くないことにより、電子部品装着装置において傾けられた状態あるいはその保持位置がずれた状態で保持される場合もあるが、第２の基板撮像カメラ４２が高視野を有していることにより、このような場合であっても、上記撮像により上記基板マーク等を認識することができる。

また、図６に示すように、第１の基板撮像カメラ４１及び第２の基板撮像カメラ４２の夫々における撮像動作は、制御部９により制御可能となっている。また、制御部９においては、ヘッド部１００が備えられた電子部品装着装置に供給される回路基板に要求される電子部品１の装着精度等のデータが予め、あるいは、上記供給とともに入力されており、上記データに基づいて、第１基板認識カメラ４１と第２基板認識カメラ４２のうちのいずれかが選択されて、上記選択された基板撮像カメラに対する上記撮像動作の制御が行われる。

また、制御部９においては、第１の基板撮像カメラ４１及び第２の基板撮像カメラ４２の夫々において撮像された上記基板マークの画像に基づいて、上記回路基板の上記電子部品装着装置における実際の保持位置を認識し、上記認識結果を基として上記回路基板における夫々の電子部品１の装着位置を認識することできる。

なお、第１の基板撮像カメラ４１及び第２の基板撮像カメラ４２が備えられたヘッド部１００においては、第１の基板撮像カメラ４１により撮像された画像に基づく基板マークの認識精度として、±４μｍ程度の認識精度を有しており、また、第２の基板撮像カメラ４２により撮像された画像に基づく基板マークの認識精度として、±１０μｍ程度の認識精度を有している。

ここで、第１の基板撮像カメラ４１の詳細な構成について、図７に示す模式説明図を用いて説明する。なお、第２の基板撮像カメラ４２は、その視野や分解能の仕様については異なるものの、基本的な構造については第１の基板撮像カメラ４１と同じであるため、その構造説明を省略するものとする。

図７に示すように、第１の基板撮像カメラ４１は、撮像対象物に対して撮像必要な光量の光を照射する照明装置１１０を備えている。照明装置１１０は、その下面が開放した筒形を有し、かつ、内面が白色又は金属色等の反射性色に統一されたケース１１１を有している。ケース１１１の内部には、光照射部としてＬＥＤ等からなる多数の指向性光用光源１１２及び拡散光用光源１１３と、拡散板１１４とが収容されている。拡散板１１４はケース１１１の下面側に環状に配置され、その上側に、上面に指向性光用光源１１２が取り付けられ、下面に拡散光用光源１１３が取り付けられた不透明な固定板１１５が配置されている。また、ケース１１１の天井壁１１６の内面（側端面）が、指向性光用光源１１２から照射される光を下に向けて反射するための環状の反射板１１７としての反射面が形成されている。なお、環状の拡散板１１４及び反射板１１７は、円環状に形成される場合にのみ限られず、多角形状とすることもできる。

また、図７に示すように、反射板１１７として機能する天井壁１１６の中心部には、検出孔としての貫通孔１１８を設けており、その貫通孔１１８の上方にレンズ１１９を介して撮像対象物を撮像するための撮像カメラ１２０が配置されている。この撮像カメラ１２０の光軸は貫通孔１１８の中心を通っている。また、撮像対象物からの反射光を、拡散板１１４及び固定板１１５を通して撮像カメラ１２０に入射させるようにするために、固定板１１５及び拡散板１１４の中心部にも、ケース１１１の貫通孔１１８と同軸の貫通孔１２１、１２２が形成されている。そして、指向性光用光源１１２及び拡散光用光源１１３は、中央の貫通孔１２１を取り囲むように固定板１１５の上下面に環状に配列されている。なお、拡散板１１４の下面の高さ位置は、それぞれの吸着ノズル１１の先端の高さ位置と略同じ高さ位置とされている。

このような構成のヘッド部１００によれば、それぞれの吸着ノズル１１に電子部品１を吸着保持させて、部品撮像装置２０により、それぞれの電子部品１の画像を撮像して、これらの画像によりそれぞれの電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、当該認識結果に基づいて、それぞれの電子部品１を回路基板上に装着することができる。また、このような装着のための吸着ノズル１１と回路基板における部品装着位置との位置決めは、第１の基板撮像カメラ４１及び４２を用いて撮像された画像の認識結果に基づいて行うことができる。特に、その視野及び分解能に応じて第１の基板撮像カメラ４１、４２を使い分けることで、より高精度かつ効率的な画像認識のための撮像を行うことができる。

また、このような構成のヘッド部１００においては、部品撮像装置２０が備える照明装置の照度を定期的に測定して、その測定結果に基づき、照度異常警告の出力や照度調整作業の実施等を促すことができる照度測定処理が行われる。ここで、このような照度測定処理の具体的な手順を説明する前に、当該照度測定処理を実施するための制御部９の構成について、図８に示す制御ブロック図を用いて以下に説明する。なお、図８の制御ブロック図においては、制御部９の主要な構成のみを図示している。

図８に示すように、制御部９には、外部装置との間で信号やデータの受け渡しを行う入出力部９１と、入出力部９１より入力されるデータ等を読み出し可能に記憶保持する記憶部の一例であるメモリ部９４とが備えられている。また、入出力部９１には、例えば、送信されるデータ等を部品装着装置のオペレータにより認識可能に表示させる情報表示部の一例であるモニタ部９５と、部品撮像装置２０の撮像カメラ２３とが接続されている。

撮像カメラ２３は、後述にてその具体的な手順の説明を行う照度測定処理において、部品撮像装置２０の照明装置より照射された光により形成される画像を撮像することが可能となっており、このように撮像された画像が画像データとして入出力部９１へと入力可能となっている。また、制御部９は、このように入力された画像データに基づいて照度検出（照度測定）を行うことができる照度検出部９２（照度測定手段の一例である）と、このように検出された照度測定結果データを、基準となる照度基準範囲データ９６との比較を行い、照度状態の良否の判断を行うとともに、その判断結果に基づいて警告の出力を行う照度比較部９３（照度異常警告出力手段の一例である）とを備えている。なお、このような照度基準範囲データ９６は、予め入出力部９１を通して入力され、メモリ部９４に記憶保持されている。

次に、このような構成の制御部９を備えるヘッド部１００において行われる照度測定処理の具体的な内容について、図９に示すフローチャートを用いて以下に説明する。なお、この照度測定処理におけるそれぞれの動作は、ヘッド部１００が備える制御部９により互いに関連付けられながら統括的に制御されることにより行われる。また、後述する照明測定処理を実施可能とするため、ヘッド部１００において撮像フレーム２４を、それぞれの吸着ノズル１１の配列方向に沿ってスライド移動させるスライド駆動部２７は、第１の基板撮像カメラ４１の下方の位置及び第２の基板撮像カメラ４２の下方の位置に部品撮像装置２０を位置させることができるように、撮像フレーム２４のスライド移動範囲が設定されている。

まず、図９のフローチャートのステップＳ１において、第１の基板撮像カメラ４１の下方の位置へ部品撮像装置２０を位置させるように、部品撮像装置２０の移動を行う。具体的には、図１２の模式説明図に示すように、スライド駆動部２７により撮像フレーム２４の移動を行うことで、第１の基板撮像カメラ４１の下方の位置へ部品撮像装置２０を位置させて、その位置決めを行う。

ここで、第１の基板撮像カメラ４１と、部品撮像装置２０との配置関係を示す模式図を図１４に示す。図１４に示すように、上述のような移動及び位置決めが行われた状態においては、部品撮像装置２０は、照明装置１１０の下面である拡散板１１４の上記円環状部分の下方に位置されている。すなわち、図１４の照明装置１１０におけるＢ−Ｂ線矢視図である図１４に示すように、部品撮像装置２０が有する撮像視野Ｒが、拡散板１１４の貫通孔１２２を避けるように、その円環状の表面の一部に配置された状態とされる。このような配置関係にある位置（すなわち、上記位置決めされた位置）が、部品撮像装置２０が備える照明装置の照度の測定が行われる照度測定位置Ｐ１（撮像位置）となっている。

次に、図９のフローチャートのステップＳ２において、第１の基板撮像カメラ４１の照明装置１１０における拡散板１１４に対して、部品撮像装置２０が備える照明装置より光が照射される。このように光の照射が行われた状態が、図１４に示す状態である。具体的には、部品撮像装置２０が備える水平光照射部６１と、垂直光照射部６０と、メイン照射部６２とを共に点灯させることにより、それぞれの方向から出射された光を拡散板１１４に対して照射する。このように照射された光Ｗ１は、拡散板１１４において拡散するように反射されて拡散光Ｗ２となる。この拡散光Ｗ２のうち、吸着ノズル１１の軸心Ｓ沿いの拡散光Ｗ２は、部品撮像装置２０の反射ミラー２２及び２１により光軸Ｔ沿いの方向に反射されて、撮像カメラ２３に入射されることとなる。これにより、撮像カメラ２３にて、拡散板１１４にて反射された拡散光Ｗ２により形成される画像が撮像される。なお、本実施形態においては、このような拡散板１１４が照度測定のための反射部材の一例となっている。

また、拡散板１１４の下面の高さ位置は、それぞれの吸着ノズル１１の先端の高さ位置と略同じ高さ位置に位置されているため、部品撮像装置２０により吸着ノズル１１に吸着保持された電子部品１の吸着保持姿勢の画像を撮像する場合と略同じ状態にて、照明装置により照射された反射光により形成される画像の撮像を行うことができる。これにより、部品撮像装置２０において、部品認識のための画像撮像状態と同じ状態において、その照度測定のための画像取得を行うことができる。

次に、上記撮像された画像に基づき、部品撮像装置２０の照明装置の照度が測定される。具体的には、撮像カメラ２３により撮像された画像データが、制御部９に入出力部９１を通して入力され、例えば、メモリ部９４に記憶保持される。その後、制御部９において、メモリ部９４に記憶された画像データが照度検出部９２へ入力されて、照度検出部９２において当該画像データに基づき、照度の検出が行われる（ステップＳ３）。具体的には、撮像カメラ２３の撮像視野Ｒにて撮像された画像データに基づいて、当該撮像視野Ｒ全体の照度の平均値が照度測定結果として検出される。

その後、メモリ部９４に予め記憶保持されている照度基準範囲データ９６が照度比較部９３へ読み出されるとともに、照度比較部９３において、照度検出部９２による照度測定結果データが照度基準範囲データ９６内に入っているかどうかの比較判断が行われる（ステップＳ４）。ここで、照度基準範囲データ９６とは、部品撮像装置２０において、電子部品１の吸着保持姿勢の確実かつ正確な認識のために必要な画像を撮像することができるような照明装置の照度のことである。

ステップＳ４において、照度測定結果データが照度基準範囲データ９６内に入っていると判断された場合には、ステップＳ５においてヘッド部１００による部品装着動作が開始可能な状態とされ、照度測定処理が終了する。

一方、ステップＳ４において、照度測定結果データが照度基準範囲データ９６内に入っていないと判断された場合には、入出力部９１より照度再測定警告が出力され、例えば、この照度再測定警告がモニタ部９５において、オペレータに認識可能に表示される（ステップＳ６）。

このような警告に基づき、例えば、オペレータにより吸着ノズル１１に反射板（図示しない）を吸着保持させ、当該反射板を用いて照度の再測定を行う（ステップＳ７）。具体的には、当該吸着保持された反射板の下方に部品撮像装置２０が位置されるように撮像フレーム２４の移動及び位置決めを行った後、当該反射板に対して光を照射して、その反射光により形成される画像を撮像カメラ２３にて撮像し、当該画像データに基づいて、制御部９にて照度の再測定が行われる。

その後、ステップＳ８において、照度の再測定結果データと照度基準範囲データ９６との比較が行われ（照度比較部９３にて実施され）、再測定結果データが照度基準範囲データ９６内に入っていると判断された場合には、ステップＳ５において、部品装着動作が開始可能な状態とされ、照度測定処理が終了する。

一方、ステップＳ８において、再測定結果データが照度基準範囲データ９６内に入っていないと判断された場合には、入出力部９１より例えばモニタ部９５に照明装置におけるＬＥＤの交換警告が出力表示され、照度測定処理が終了する。

なお、上記照度測定処理の手順の説明においては、ステップＳ４において拡散板１１４を用いた測定結果の判断にて用いられる照度基準範囲データ９６と、ステップＳ８において反射板を用いた再測定結果の判断にて用いられる照度基準範囲データ９６とが同じデータである場合について説明したが、拡散板１１４と上記反射板との特性や用いられ方の相違に基づき、別々の照度基準範囲データが用いられるような場合であってもよい。

上記反射板は、照射された光のほとんどを拡散させることなく、当該照射方向に応じた方向に反射させるという機能を有しているため、その反射光により形成される画像に基づいて上記照射された光の光量の絶対量（すなわち、照度の絶対値）を測定するために用いることができる。一方、拡散板１１４は、その表面に照射された光を拡散させながら反射させるという機能を有しているため、その反射光の一部により形成される画像が撮像されることとなる。従って、拡散板１１４が用いられるような場合にあっては、光量の絶対量を測定するのではなく、ある基準状態の光量に対する相対的な光量（すなわち、照度の相対値）を測定するために用いられることが好ましい。

このような観点より、部品撮像装置２０の照明装置において、その照度調整が行われた状態にて、図９のステップＳ１からＳ３までのそれぞれの手順を行って、拡散板１１４を用いての照度測定を実施し、その測定結果をメモリ部９４に照度基準範囲データ９６として記憶保持させて、当該記憶保持された照度基準範囲データ９６を、拡散板１１４が用いられる場合の照度の判断基準とすることが好ましい。このように照度調整が行われた状態の上記照明装置に対して、実際に拡散板１１４を用いて測定された照度測定結果を基準データとすることで、その後に行われる照度測定処理において、相対的な判断を行うことができるからである。

一方、吸着ノズル１１に反射板を吸着保持させて照度の再測定を行う場合には、その照度基準範囲データとしては、上記照明装置が有する照度の絶対値的な基準を用いることができる。ただし、このような場合に代えて、拡散板１１４を用いる場合のように、相対的な照度基準範囲データが用いられるような場合であってもよい。

上記照度測定処理は、上述において説明した内容に限定されるものではなく、その他様々な手法を適用することができる。例えば、部品撮像装置２０の照明装置が備える３つの照明部、すなわち、垂直光照明部６０、水平光照明部６１、及びメイン照明部６２のそれぞれの照明部の照度を個別に測定し、個別に照度状態の良否の判断を行うこともできる。このような照度測定方法を、本実施形態の第１の変形例にかかる照度測定処理として、図１０に示すフローチャートを用いて以下に説明する。なお、本第１の変形例の照度測定処理は、ヘッド部１００において制御部９による統括的な制御により行われる。

まず、図１０のフローチャートのステップＳ１１において、部品撮像装置２０を照度測定位置Ｐ１に位置させる。その後、部品撮像装置２０の照明装置における垂直光照明部６０より拡散板１１４に対して光を出射して、その拡散反射された反射光により形成される画像を撮像カメラ２３により撮像する（ステップＳ１２）。当該撮像された垂直光画像データは入出力部９１を通して、メモリ部９４に記憶保持される。その後、垂直光照明部６０による光の照射が停止される。

次に、メイン照明部６２より拡散板１１４に対して光を照射して、その拡散反射された反射光により形成される画像を撮像カメラ２３により撮像する（ステップＳ１３）。当該撮像されたメイン光画像データは、入出力部９１を通してメモリ部９４に記憶保持される。その後、メイン照明部６２による光の照射が停止される。さらにその後、同様な手順にて、水平光照明部６１より拡散板１１４に対して光を照射して、その拡散反射された反射光により形成される水平光画像データを取得して、メモリ部９４へ記憶保持させる（ステップＳ１４）。その後、水平光照明部６１による光の照射が停止される。なお、ステップＳ１２からＳ１４までのそれぞれの画像データの取得の順序は、上述の場合のみに限られず、様々な順序を採用してもよい。

それぞれの照明部毎の個別の画像データの取得が完了すると、ステップＳ１５において、制御部９の照度検出部９２により、垂直光画像データに基づく照度測定結果の検出、メイン光画像データに基づく照度測定結果の検出、及び水平光画像データに基づく照度測定結果の検出が順次行われる。

その後、ステップＳ１６にて、照度比較部９３において、各々の照度測定結果データがメモリ部９４に記憶保持されている照度基準範囲データ９６内に入っているかどうかの比較判断が行われる。このような比較判断のために、メモリ部９４には、例えば、垂直光の照度を相対的に評価するための垂直光用照度基準範囲データ、メイン光の照度を相対的に評価するためのメイン光用照度基準範囲データ、そして水平光の照度を相対的に評価するための水平光用照度基準範囲データがそれぞれ予め取得されて記憶保持されている。従って、各々の照度測定結果データが各々の照度基準範囲データ内に入っているかどうかの個別的な比較判断が行われる。

ステップＳ１６における当該比較判断の結果、全ての照度測定結果データが照度基準範囲データ内に入っているものと判断された場合には、ステップＳ１７において部品装着動作が開始可能な状態とされ、照度測定処理が完了する。

一方、ステップＳ１６における当該比較判断の結果、一部又は全部の照度測定結果データが照度基準範囲データ内に入っていないことが確認された場合には、ステップＳ１８において、当該基準範囲データ内に入っていないものと判断された照明部に対する照度再測定警告が、入出力部９１を通して、例えばモニタ部９５に出力され、オペレータに認識可能な状態される。

当該警告を受けたオペレータは、ステップＳ１９において、吸着ノズル１１に反射板を吸着保持させて、当該再測定警告を受けた照明部より当該反射板に対して個別に光を照射して、その反射光により形成される画像を個別に撮像する。当該撮像された画像データに基づいて、上記警告を受けた照明部における照度の再測定を実施する。

その後、ステップＳ２０において、再測定が行われた結果が、照度基準範囲内に入っているかどうかの判断が個別的に行われる。再測定の全ての結果が照度基準範囲内に入っているものと判断された場合には、ステップＳ１７において部品装着動作が可能な状態とされ、照度測定処理が完了する。一方、一部でも照度基準範囲内に入っていないものがあると判断された場合には、当該範囲外と判断された照明部を特定可能に、モニタ部９５にＬＥＤ交換警告が出力され、照度測定処理が完了する。

次に本実施形態の第２の変形例にかかる照度測定処理について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。本第２の変形例の照度測定処理は、ヘッド部１００が第１の基板撮像カメラ４１と第２の基板撮像カメラ４２とを備えていることを利用して、２つの基板撮像カメラ４１、４２にて個別に照度測定のための画像撮像を行うものである。

まず、図１１のフローチャートのステップＳ３１において、図１２の模式説明図に示すように、部品撮像装置２０が第１の基板撮像カメラ４１の下方の位置である照度測定位置Ｐ１（この場合第１の照度測定位置Ｐ１というものとする）へと移動されて位置決めが行われる。この位置決めの後、ステップＳ３２において、部品撮像装置２０の照明装置より、第１の基板撮像カメラ４１の拡散板１１４に対して光を照射し、その拡散反射された反射光により形成される画像を第１の画像データとして取得する。当該取得された第１の画像データは制御部９のメモリ部９４に記憶保持される。

次に、ステップＳ３３において、図１３の模式説明図に示すように、部品撮像装置２０が第２の基板撮像カメラ４２の下方に位置である第２の照度測定位置Ｐ２へと移動された位置決めが行われる。この位置決めの後、ステップＳ３４において、第２の基板撮像カメラ４２の拡散板（すなわち、第２の拡散板）に対して、部品撮像装置２０の照明装置より光を照射し、その拡散反射された反射光により形成される画像を第２の画像データとして取得する。当該取得された第２の画像データは制御部９のメモリ部９４に記憶保持される。

その後、ステップＳ３５において、制御部９の照度検出部９２にて、上記取得された第１の画像データ及び第２の画像データに基づいて、個別にその照度測定結果の検出が行われる。次にステップＳ３６において、当該検出されたそれぞれの照度測定結果が、メモリ部９４に記憶保持されている照度基準範囲データ９６内に共に入っているかどうかの比較判断が行われる。

ステップＳ３６において、共に基準範囲データ９６内に入っているものと判断された場合には、ステップＳ３７において部品装着動作が開始可能な状態とされて、照度測定処理が完了する。

一方、ステップＳ３６において、いずれか一方あるいは両方の照度測定結果が、照度基準範囲データ９６内に入っていないものと判断された場合には、ステップＳ３８において、モニタ部９５へ照度の再測定警告が表示される。当該警告を認識したオペレータは、吸着ノズル１１に反射板を吸着保持させて、照度の再測定を実施する（ステップＳ３９）。ステップＳ４０において、再測定された照度が基準範囲内に入っているかどうかが判断されて、基準範囲内に入っているものと判断された場合には、ステップＳ３７において、部品装着動作が開始可能な状態とされ、照度測定処理が完了する。

一方、ステップＳ４０において、再測定された照度測定結果が上記基準範囲内に入っていないと判断された場合には、ステップＳ４１において上記照明装置に対するＬＥＤの交換警告等がモニタ部９５に出力表示され、照度測定処理が完了する。

なお、上述のそれぞれの説明においては、ヘッド部１００が第１の基板撮像カメラ４１と第２の基板撮像カメラ４２との２台の基板撮像カメラを備えるような場合について説明したが、図１１のフローチャートに示す照度測定処理を除いては、１台の基板撮像カメラが備えられていればその照度測定処理を実施することができる。

また、図１５に示すように、第１の基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４の下面において、部品撮像装置２０の撮像カメラ２３の撮像視野Ｒが確実に確保できるような場合について説明したが、拡散板１１４の大きさや形状等によっては、このように撮像視野Ｒを確保することができないような場合もある。このような場合にあっては、例えば、撮像視野Ｒを複数の領域に分割し、当該分割された各々の領域（分割撮像領域）を、拡散板１１４の表面に順次位置させて、分割撮像領域毎に個別に光を照射してその反射光により形成される画像の取得を行う。その後、取得されたそれぞれの画像データに基づいて照度測定結果の検出を行い、例えば、全ての分割撮像領域において照度基準を満たしているような場合に、照度状態が良好であると判断するような照度測定処理を行うことができる。あるいは、それぞれの分割撮像領域の照度の平均値を算出し、当該算出された照度平均値が照度基準を満たしているかどうかで照度状態の良否判定が行われるような場合であってもよい。

また、上記それぞれの照度測定処理において、再度の照度測定が行われ、その再測定結果によっても照度基準を満たしていないと判断された場合に、ＬＥＤの交換警告を出力表示（例えばステップＳ９）するような場合に代えて、吸着ノズル１１に吸着保持されている反射板を用いて、照明装置の照度調整を実施するような場合であってもよい。

また、上述の説明においては、基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４を用いて、照度測定を行うような場合について説明したが、本実施形態の照度測定処理はこのような場合についてのみ限定されるものではない。このような場合に代えて、例えば、ヘッド部１００において部品撮像装置２０の移動範囲内に反射板や拡散反射板を設置して、それらの反射板を用いて照度測定処理が行われるような場合であってもよい。

また、上述の説明においては、基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４が略円環状の形状を有するような場合について説明したが、拡散板１１４の形状としては、様々な形状を採用できる。例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形状の外形形状を有し、中央に直径１０ｍｍの円孔を有する拡散板を用いることもできる。このような拡散板においては、上記円孔以外の表面部分において、例えば１５ｍｍ角の撮像視野Ｒを配置させることができる。なお、例えば、基板撮像カメラ４１の視野角は４．５ｍｍ角であり、撮像カメラ２３の視野角は１０ｍｍ角であり、上記拡散板における１５ｍｍ角の撮像視野Ｒを用いれば、その照度測定を十分に行うことができる。

上記実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。

まず、ＬＥＤをその光源として用いられるような部品撮像装置２０が備える照明装置（すなわち、垂直光照射部６０、水平光照射部６１、及びメイン照射部６２）に対して、その照度や輝度や光量の状態の診断を行うような場合において、第１の基板撮像カメラ４１の下方の位置である照度測定位置Ｐ１に上記照明装置を位置させて、第１の基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４に対して光を照射し、その拡散反射光により形成される画像を撮像カメラ２３により撮像することで、当該画像に基づいて照度測定を行うことができる。従って、ヘッド部１００において、従来の測定方法にように、吸着ノズル１１に反射板を吸着保持させて、当該反射板を用いて照度測定を行う必要もなく、より簡易かつ効率的に照度の測定を行うことができる。

また、第１の基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４の下面に部品撮像装置２０の撮像カメラ２３の撮像視野Ｒの略全体を配置させて、撮像視野Ｒの略全体における画像を取得することで、撮像視野Ｒの略全体における照度の測定を行うことができる。特に、光源として用いられているＬＥＤは、その寿命にバラツキがあるという特徴を有しているため、従来のように撮像視野Ｒの一部の画像でもって、その全体の照度を判断することは、測定の信頼性を低下させることとなるが、本実施形態のように撮像視野Ｒの略全体においてその照度の測定を行うことで、安定かつ確実な照度測定をより簡単な構成で実現することができる。

また、このような照度測定処理を行うために用いられる光を反射する部材として、ヘッド部１００において一般的に備えられていることが多い基板撮像カメラ４１が備える拡散板１１４を用いることにより、当該照度測定処理のために新たな設備構成を装備させることなく、制御部９のハードウェア的及びソフトウェア的な構成により実現することができる。

また、上記光を反射させる部材として、拡散反射が行われる拡散板１１４が用いられることにより、様々な方向から光の照射を行うような照明装置、具体的には水平光照射部６１やメイン照射部６２に対する照度測定を実現することができる。特に、拡散板１１４における光が照射される表面（すなわち、図１４の図示下面）におけるその表面粗さを、例えば、５０〜４００ｓの範囲とすることで、撮像カメラ２３に対して照度測定のために十分な拡散光の入射させることができ、このような様々な方向からの光照射に対して確実な照度測定を実現することが可能となる。

また、このような拡散板１１４を用いることにより、絶対値的な照度測定を行うことが困難となることが考えられるが、照度調整が行われた直後の照明装置による照度測定処理を実施し、その結果得られた照度測定結果データを照度基準範囲データとして制御部９のメモリ部９４に記憶保持させることで、相対的な照度の良否判断を行うことができ、確実な照度診断を実現することができる。

また、このような拡散板１１４を用いた照度診断の結果、照度異常があると判断された照明装置に対して、従来行われている反射板を吸着ノズル１１に吸着保持させて行うような照度の再測定を行うことで、その照度が疑わしい照明装置に対して確実かつ正確な測定を行い、最終的な照度の診断を行うことができる。また、このように照度測定を２段階にて行っていることで、定期的な照度測定を効率的なものとすることができる。

さらに、上記照明装置が備える垂直光照射部６０、水平光照射部６１、及びメイン照射部６２に対して、個別に照度測定を実施することで、照度異常が発生している照射部を具体的に特定することができ、適切な照度調整を効率的に実施することが可能となる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の一の実施形態にかかるヘッド部の模式的な側面断面図である。 図１のヘッド部の吸着ノズルの配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。 上記ヘッド部における部品撮像装置の部分拡大模式断面図である。 部品撮像装置の部分拡大側面図である。 図４の部品撮像装置におけるＡ−Ａ線矢視図である。 第１の基板撮像カメラ及び第２の基板撮像カメラが備えられた状態のヘッド部の部分拡大模式図である。 第１の基板撮像カメラの構成を示す模式図である。 ヘッド部における制御部の構成を示す制御ブロック図である。 ヘッド部における部品撮像装置の照明装置に対する照度測定処理の手順を示すフローチャートである。 第１の変形例にかかる照度測定処理の手順を示すフローチャートである。 第２の変形例にかかる照度測定処理の手順を示すフローチャートである。 上記照度測定処理を説明するためのヘッド部の模式説明図であり、部品撮像装置が第１の照度測定位置に位置されている状態の図である。 上記照度測定処理を説明するためのヘッド部の模式説明図であり、部品撮像装置が第２の照度測定位置に位置されている状態の図である。 照明装置より拡散板に対して光の照射が行われている状態の模式説明図である。 図１４の拡散板のＢ−Ｂ線矢視図である。 従来の部品装着装置における照明ユニットの照度測定のための構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 電子部品
９ 制御部
１１ 吸着ノズル
２０ 部品撮像装置
２１及び２２ 反射ミラー
２３ カメラ部
２４ 撮像フレーム
２５ リニアガイドレール
２６ リニアガイドスライダー
２７ スライド駆動部
２８ 駆動モータ
２９ 駆動ベルト
４１ 第１の基板撮像カメラ
４２ 第２の基板撮像カメラ
５１ シャフト部
５２ ヘッドフレーム
５３ 昇降装置
５４ 回転装置
６０ 垂直光照射部
６１ 水平光照射部
６２ メイン照射部
９１ 入出力部
９２ 照度検出部
９３ 照度比較部
９４ メモリ部
９５ モニタ部
９６ 照度基準範囲データ
１００ ヘッド部
１１０ 照明装置
１１１ ケース
１１４ 拡散板

Claims (14)

1. 部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を整列配置させて備え、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記部品を回路基板に装着する部品装着ヘッドにおいて、
   上記各々の部品保持部材により保持される上記部品に対して、当該部品保持部材の軸心沿いの方向より光を照射する照明装置と、
   上記照明装置により照射された光により形成される上記各々の部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置と、
   上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置され、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像を上記部品撮像装置の撮像視野にて撮像可能に、当該光を反射する反射部材と、
   上記反射部材の撮像位置と、他端の上記部品保持部材により保持される上記部品の撮像位置との間にて、上記部品撮像装置及び上記照明装置とを一体的に移動させる撮像移動装置と、
   上記照射された光の上記反射光により形成される上記反射部材の画像を撮像可能に上記照明装置及び上記部品撮像装置を制御可能であって、当該撮像された画像に基づいて、上記反射光の照度を測定する照度測定手段と、当該照度測定手段による照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該測定結果が照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力する照度異常警告出力手段とを有する制御装置とを備えることを特徴とする部品装着ヘッド。
2. 上記制御装置において、上記照度測定手段は、上記撮像された画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記反射光の照度の測定を行う請求項１に記載の部品装着ヘッド。
3. 上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記回路基板の部品装着面における画像を撮像する基板撮像装置をさらに備え、
   上記基板撮像装置は、
   その撮像対象である上記回路基板の上記部品装着面に対して撮像のための光を照射する光照射部と、
   当該光照射部と上記撮像対象の間に配置され、当該照射された光を拡散させるとともに、当該光を透過させて上記撮像対象に照射させる拡散板とを有し、
   上記拡散板が、上記反射部材として用いられる請求項１又は２に記載の部品装着ヘッド。
4. 上記拡散板は、その上記撮像位置において上記照明装置より照射される光を、上記部品撮像部材の上記撮像視野の全体にて反射可能な大きさの反射領域を有している請求項３に記載の部品装着ヘッド。
5. 上記制御装置は、その照度が調整された状態の上記照明装置に対して、上記照度測定手段により上記反射部材を用いて当該調整済みの照度を測定し、当該照度測定結果を上記照度基準範囲データとして記憶する記憶部を備える請求項１から４のいずれか１つに記載の部品装着ヘッド。
6. 上記制御装置において、
   上記照度測定手段は、上記照度の測定結果として、上記撮像視野の全体における照度の平均値の算出が可能であって、
   上記記憶部は、上記照度基準範囲データとして、上記照度測定手段により算出された上記撮像視野の全体における上記調整済みの照度の平均値を記憶可能であって、
   上記照度異常警告出力手段は、当該照度測定手段により上記算出された照度の平均値を、上記照度基準範囲データにおける照度の平均値と比較することで、上記照度基準範囲データの超過の有無を判断する請求項５に記載の部品装着ヘッド。
7. 上記照明装置は、
   上記部品保持部材の軸心沿いの方向に沿った第１の光を照射する第１の光照射部と、
   上記軸心沿いの方向より傾斜された方向に沿った第２の光を照射する第２の光照射部とを備え、
   上記制御装置は、上記部品撮像装置により、上記第１の光照射部により上記拡散板に向けて照射された上記第１の光の反射光により形成される第１の画像と、上記第２の光照射部により上記拡散板に向けて照射された上記第２の光の反射光により形成される第２の画像とを個別に撮像させて、当該撮像された上記第１の画像と第２の画像とに基づいて、上記照度測定手段により上記各々の反射光の照度を測定させて、上記照度異常警告出力手段によりいずれか一方の上記照度の測定結果が上記照度基準範囲データを超過している場合に、上記照度異常警告を出力させる請求項３に記載の部品装着ヘッド。
8. 整列配置され、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材と、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記部品に対して、当該部品保持部材の軸心沿いの方向より光を照射する照明装置と、上記照明装置により照射された光により形成される上記各々の部品の画像を、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置とを備える部品装着ヘッドを用いて、上記それぞれの部品保持部材の配列方向に沿って上記照明装置及び上記部品撮像装置を一体的に移動させることで、上記それぞれの部品の画像を撮像し、当該撮像結果に基づいて上記それぞれの部品の保持姿勢を補正しながら回路基板に上記部品を装着する部品装着方法において、
   上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置された反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像を撮像し、
   当該撮像された画像に基づいて、上記反射光の照度を測定し、
   当該照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該測定結果が照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力し、
   当該測定結果が照度基準範囲データ内である場合に、上記部品装着ヘッドによる上記部品の装着動作を開始可能とすることを特徴とする部品装着方法。
9. 上記照明装置により照射された光の反射光により形成される画像の撮像の際に、上記部品撮像装置の撮像視野の全体にて撮像し、
   当該撮像された画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記反射光の照度を測定し、
   当該測定結果と上記照度基準範囲データとの比較を行う請求項８に記載の部品装着方法。
10. 上記部品装着ヘッドは、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記回路基板の部品装着面における画像を撮像する基板撮像装置をさらに備え、
    上記基板撮像装置は、
    その撮像対象である上記回路基板の上記部品装着面に対して撮像のための光を照射する光照射部と、
    当該光照射部と上記撮像対象の間に配置され、当該照射された光を拡散させるとともに、当該光を透過させて上記撮像対象に照射させる拡散板とを有し、
    上記拡散板を上記反射部材として、上記照明装置により当該拡散板に対して光の照射を行うことで、当該拡散板の反射光の上記照度の測定を行う請求項８又は９に記載の部品装着方法。
11. その照度が調整された状態の上記照明装置に対して、上記反射部材を用いて上記画像を撮像することで当該調整済みの照度を測定し、当該照度測定結果を上記照度基準範囲データとする請求項８から１０のいずれか１つに記載の部品装着方法。
12. 上記それぞれの部品保持部材の配列方向において一端の上記部品保持部材に隣接して配置された第１の上記反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される第１の画像を上記部品撮像装置の撮像視野の全体にて撮像し、
    それとともに、上記それぞれの部品保持部材の配列方向において他端の上記部品保持部材に隣接して配置された第２の上記反射部材に対して、上記部品保持部材の軸心沿いの方向において、上記照明装置により照射された光の反射光により形成される第２の画像を上記部品撮像装置の上記撮像視野の全体にて撮像し、
    当該撮像された上記第１の画像及び第２の画像に基づいて、上記撮像視野の全体における上記第１の反射部材の反射光の照度及び上記第２の反射部材の反射光の照度を測定し、
    当該それぞれの照度の測定結果と照度基準範囲データとを比較して、当該それぞれの測定結果が共に上記照度基準範囲データを超過している場合に照度異常警告を出力する請求項８から１１のいずれか１つに記載の部品装着方法。
13. 上記照度異常警告の出力に基づいて、上記照明装置における照度の調整を実施し、
    当該調整完了後、上記部品装着ヘッドによる上記それぞれの部品の上記回路基板への装着動作を開始可能とする請求項８から１２のいずれか１つに記載の部品装着方法。
14. 上記照度異常警告が出力された場合に、上記部品保持部材に反射板を保持させて、
    当該保持された反射板に対して、上記照明装置により上記軸心沿いの方向に光を照射し、
    当該反射板における反射光によって形成される画像を撮像し、
    当該画像に基づいて、上記照明装置の照度の測定を再度行う請求項８から１２のいずれか１つに記載の部品装着方法。

Images